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印度拒絕用中國北斗,成功自產出衛星,性能超美國GPS和北斗?

卫星导航系统就像是我们的“隐形导航员”,手机地图、无人驾驶、甚至飞机起降都得靠它。美国有GPS,中国有北斗,这俩大哥几乎垄断了全球市场。但印度不服气啊,不光拒绝用中国的北斗,连美国的GPS也不想完全依赖,硬是自己搞出了NavIC系统。2023年,印度还放话,说NavIC性能已经超过了GPS和北斗。真的假的?

要说NavIC的成功,离不开一个人——K. 西万博士。这位老哥1957年4月14日出生在印度泰米尔纳德邦一个叫Sarakkalvilai的小村庄。家里穷得不行,父亲靠种芒果糊口,西万小时候连鞋都没穿过。他是家里第一个上大学的,靠着天赋和努力考进了马德拉斯理工学院,学的是航空工程。后来又去班加罗尔印度科学研究所读了硕士,2006年在印度理工学院孟买分校拿下博士学位。真是个学霸!

1982年,西万加入了印度空间研究组织(ISRO),一开始就参与了极地卫星运载火箭(PSLV)项目。他特别擅长任务规划和设计,搞出了一套叫SITARA的轨迹模拟软件,成了ISRO所有火箭的“标配大脑”。他还建了个世界级的仿真设施,专门用来测试航空电子系统和任务设计,帮PSLV、GSLV这些火箭稳稳上天。

西万一步步往上爬,干过维克拉姆·萨拉巴伊空间中心(VSSC)和液体推进系统中心(LPSC)的主任。他在低温发动机上花了不少心思,这玩意儿让印度能发射更重的卫星,比如2019年的“月船二号”。2018年1月,他当上了ISRO的主席,还兼任空间部部长,整整干了四年。这四年里,NavIC系统突飞猛进,尤其是2023年发射了第二代卫星NVS-01,装上了印度自己造的原子钟,摆脱了对外国技术的依赖。

听说西万在ISRO的时候,办公桌上永远堆满了轨道参数图和数据表。他经常跟工程师熬夜讨论信号优化方案,每颗卫星发射前都要亲自检查一遍。他的认真劲儿带动了整个团队,把NavIC从纸上谈兵变成了现实。2022年1月,他从ISRO退休,但没闲着。2024年,他被任命为印度理工学院印多尔分校董事会主席,继续为印度的太空事业培养人才。从乡下穷小子到太空大佬,西万的故事简直就是印度版的“逆袭传奇”。

NavIC这套系统是怎么来的?得从1999年的卡吉尔战争说起。那时候,印度和巴基斯坦在克什米尔边境打得不可开交。印度军队急需定位巴基斯坦的阵地,结果美国直接说:“GPS数据?不给!”印度傻眼了,只能靠老式地图和无线电硬撑,最后付出了不小的代价。这事儿让印度高层炸了锅,意识到国家安全不能指望别人,得自己搞一套导航系统。

1999年战争刚结束,印度就开始琢磨这件事。到了2006年,政府正式批准了印度区域导航卫星系统(IRNSS)项目,交给ISRO去干。2013年7月,第一颗卫星IRNSS-1A发射成功,印度终于迈出了第一步。2016年,印度总理莫迪给这系统改了个响亮的名字——NavIC,意思是“印度星座导航”,听着就很有气势。

NavIC的阵容是7颗卫星,3颗在地球同步轨道(GEO,高度35,800公里),4颗在倾斜同步轨道(IGSO)。这种布局有个好处:卫星一直在印度上空“挂着”,信号覆盖印度全境和周边1,500公里,特别适合本地用。到了2025年,系统有8颗卫星,其中7颗在工作,1颗是2023年5月29日发射的第二代卫星NVS-01。这颗新卫星不简单,重2,232公斤,是NavIC里最重的,还装了印度自研的铷原子钟。

以前NavIC的原子钟是从瑞士进口的,但2017年IRNSS-1A上的三台原子钟全挂了,系统差点瘫痪。这次教训让印度下定决心搞自己的原子钟。NVS-01的国产原子钟是个大突破,证明了印度在核心技术上也能玩得转。新卫星还加了L1频段,跟GPS的信号更兼容,民用定位精度在20米以内,授时精度50纳秒,覆盖范围包括印度和周边地区。

NavIC的“主场”是ISRO在班加罗尔的深空网络中心,配了全国21个测距站,专门盯着卫星的轨道和信号。系统能干啥?陆地导航、航空调度、海洋作业,还有灾害预警、车辆追踪这些活儿都能干。比如,印度南部沿海的渔民就靠NavIC收 cyclone 预警,挺实用的。

印度说NavIC性能超GPS和北斗,咱们得客观比一比。先看GPS,美国佬有31颗卫星,覆盖全球,民用精度5到10米,军用还能更准。北斗更猛,中国有44颗卫星,也是全球覆盖,精度5到10米,有些地方能到2到3米。北斗还有个杀手锏——短报文通信,像2008年汶川地震时,救援队用它跟指挥部联系,特别给力。

再看NavIC,7颗卫星,只能管印度和周边1,500公里,精度20米,跟GPS、北斗的全球覆盖比不了。而且北斗的短报文功能NavIC还没搞出来,功能上也差点意思。不过,NavIC在印度本地有优势。它的卫星轨道高,从地面看过去,能看到的卫星多,信号在城市高楼或者山区里不容易丢。ISRO在孟买测过,NavIC在高楼密集区比GPS稳,后者有时候会“飘”。加上双频段(L5和S)设计,能扛住大气干扰,在特定场景下确实有点小优势。

但要说全面超越GPS和北斗,那就有点吹过头了。NavIC的卫星数量少,覆盖范围小,技术成熟度也比不上那俩老大哥。印度这话,估计是想给自己壮壮胆,实际差距还是挺明显的。

NavIC现在还不算“大成”,ISRO正在加码升级。2023年,他们宣布要把覆盖范围从1,500公里扩到3,000公里,把南亚和东南亚也罩进来。怎么干?计划把卫星数量从7颗加到11颗,未来几年还会发射更多第二代卫星,像NVS-03、NVS-04、NVS-05,全都用国产原子钟,彻底摆脱外国掣肘。

民用推广也在加速。2023年底,高通答应在部分芯片组里支持NavIC,印度本地手机品牌也开始跟进。2024年,ISRO说要通过L1频段让普通智能手机也能用NavIC,目标是2025年所有在印度卖的5G手机都支持这系统。车载导航、航空、渔业这些领域也在用,像印度海洋信息中心就拿NavIC给渔民发海啸预警,效果不错。

但问题也不少。2024年,NVS-02卫星因为引擎故障没发射成功,说明技术稳定性还得磨。加上NavIC只覆盖区域,跟GPS、北斗的全球服务比不了,用户接受度也不高。ISRO想跟日本、法国合作建地面站,提升定位精度,看能不能扳回一局。

至于K. 西万博士,2022年从ISRO退休后回了泰米尔纳德邦,过上了低调日子。但他没闲着,2024年当上了印度理工学院印多尔分校董事会主席,带着学生搞研究,还老惦记着NavIC的进展。他培养了一堆年轻工程师,算是给印度太空事业留了后手。

NavIC是印度科技自强的标志,从卡吉尔战争的教训到今天的技术突破,走得不容易。它的区域优势挺亮眼,但要挑战GPS和北斗的地位,还得加把劲。你觉得NavIC未来能在啥领域发光发热?欢迎留言聊聊你的想法!

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